贵州筲箕湾铅锌矿床硫化物中Tl-Cd-Ga富集机制及地质意义

筲箕湾铅锌矿床位于黔西北铅锌成矿区中部,为该区铅锌矿床中的又一典型代表,其金属资源量（Pb＋Zn）超过20万t。本文利用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析了不同类型矿石中原生矿石硫化物（黄铁矿、闪锌矿和方铅矿）中分散元素含量,结果显示除Cd含量较高外,Ga、In、Se、Tl和Re的富集程度均较低。不同分散元素在硫化物中表现出不同的富集规律,表现为Ga含量在闪锌矿中最高,黄铁矿次之,方铅矿最低;方铅矿中Tl含量高于闪锌矿,黄铁矿最低;Cd在闪锌矿中含量最高,方铅矿次之,黄铁矿最低;从黄铁矿→方铅矿→闪锌矿In含量依次升高;Re含量表现出在闪锌矿中最高,黄铁矿次之,方铅矿最低;Se富集程度从黄铁矿→方铅矿→闪锌矿依次升高。Ga、In和Re在不同颜色闪锌矿中富集程度相似,而Se、Cd和Tl则相对富集在棕色闪锌矿中。统计发现闪锌矿中Zn含量与Cd、Ga含量不呈类质同象的负相关特征,而其中的Fe含量与Cd、Ga含量间表现出曲线相关或负相关特征,暗示Cd、Ga可能是通过替代先进入闪锌矿中的Fe而占据其晶格,这可能是一种新的机制。闪锌矿Ga、Cd、In含量及Ga/In、Zn/Cd比值等参数,指示筲箕湾铅锌矿床形成于中-高温条件,其矿床成因类型与沉积-改造型相似。     

扬子板块周缘MVT型铅锌矿床闪锌矿微量元素组成特征与指示意义:LA-ICPMS研究

扬子板块周缘铅锌多金属成矿带内分布着数以百计的沉积岩容矿型铅锌矿床,它们不仅是我国主要的铅锌矿产地,同时也是重要的稀散元素(Ge、Ga等)生产基地。本次研究采用LA-ICPMS技术分别测定了扬子板块西南缘的会泽铅锌矿床、金沙厂铅锌矿床、大梁子铅锌矿床,扬子板块北缘的马元铅锌矿床以及扬子板块东南缘的凤凰茶田锌(铅)汞矿床中闪锌矿的微量元素组成,以揭示闪锌矿中微量元素(稀散元素)的富集规律和赋存状态,并为矿床成因类型的厘定及稀散元素矿产资源综合利用提供更多依据。LA-ICPMS微量元素测定结果显示闪锌矿中不同微量元素(稀散元素)分布不均匀,但这些矿床中闪锌矿总体以富集稀散元素Ge、Ga、Cd,贫In、Se、Tl、Te为特征,其Fe、Mn含量要明显低于与岩浆热液有关的高温闪锌矿,指示了扬子板块周缘铅锌矿床可能形成于中-低温成矿流体,而与岩浆热液无直接的成因联系,此外这些矿床中闪锌矿富Ge贫In的特征与其他的密西西比河谷型铅锌矿床(MVT)一致。同时,本次研究综合分析了闪锌矿中不同微量元素(稀散元素)之间的相关关系,并与闪锌矿微量元素LA-ICPMS时间分辨率特征相结合,研究表明:这些铅锌矿床中稀散元素Ge可能主要通过3Zn2+?Ge4++2(Cu+,Ag+)和2Zn2+?Ge4++□(晶体空位)的替代方式进入闪锌矿,Ga在闪锌矿中富集机理主要为2Zn2+?(Cu,Ag)++(Ga,As,Sb)3+。此外,为进一步揭示不同成因类型铅锌矿床中稀散元素的富集规律,本文还系统对比了全球范围内不同类型铅锌矿床闪锌矿的稀散元素(均为LA-ICPMS数据)组成特征,并初步探讨了造成不同成因闪锌矿中稀散元素(Ge、Ga和In)差异性富集的主要控制因素,研究表明:(1) Ge在中低温盆地卤水成矿系统(MVT和SEDEX矿床)和岩浆-火山热液成矿系统(浅成脉状铅锌矿床和VMS矿床)形成的闪锌矿中均可能富集成矿,但中低温浅成脉状矿床中Ge的富集程度要明显高于高温脉状矿床,指示了成矿温度是控制闪锌矿中Ge富集的一个重要因素。(2)铅锌矿床闪锌矿中In主要为岩浆来源,In倾向于在成矿温度较高的岩浆及火山热液成因铅锌矿床中富集成矿,而壳源的MVT和SEDEX型铅锌矿床中闪锌矿均贫In。可见除形成温度外,成矿物质来源是决定闪锌矿是否富In的关键因素。(3)除矽卡岩型铅锌矿床外,其他不同成因类型、不同形成温度的铅锌矿床中闪锌矿均可能富Ga。矽卡岩型铅锌矿床闪锌矿具有明显的贫Ga、Ge的特征,这可能是由于矽卡岩化过程中稀散元素Ga、Ge大量进入早期矽卡岩矿物,进而导致了成矿流体以及随后形成的闪锌矿中Ga、Ge的贫化。综上所述,闪锌矿中稀散元素富集与否和富集程度受成矿物质来源、成矿流体性质以及流体演化过程等多因素的综合控制。(4)扬子板块周缘铅锌矿床闪锌矿的微量元素(稀散元素)组成特征指示了它们形成于中低温成矿环境,稀散元素的富集规律与其它MVT型铅锌矿床类似。     

铅锌矿床中微量元素富集及关键测试技术研究新进展

铅锌矿床中微量元素的富集特征、富集机制及对矿床成因指示是当前矿床学研究的热点之一。对铅锌矿床微量元素富集及关键测试技术研究新进展进行了综述,指出:①富集微量元素的铅锌矿床不仅分布于古陆边缘,造山带也是有利的构造背景;②不同成因类型铅锌矿床所富集的微量元素种类和含量不同,元素组合、含量及比值可以指示矿床成因;③微量元素以类质同象、固熔体、微细矿物包裹体形式甚至是独立矿物形式存在于闪锌矿和方铅矿中,富集过程受扩散速率、结晶温度、氧化还原条件、硫逸度、成矿物质和成矿流体等物理化学条件控制;④硫化物LA-ICP-MS微区分析能精确测定硫化物中微量元素的含量,了解其赋存状态,可为铅锌矿床成因研究提供微观证据。最后指出微量元素研究过程中要加强LA-ICP-MS原位微区测试技术的应用,并与宏观矿床地质特征研究相结合。     

贵州天桥铅锌矿床闪锌矿微量元素组成初探

天桥铅锌矿床位于川-滇-黔铅锌成矿带中东部,为黔西北地区铅锌矿床的典型代表之一。长期以来,对该矿床的成因认识存在较多争议,前人的研究主要集中在分散元素的富集规律、稀土元素及同位素对成矿流体来源的指示意义等方面,对天桥矿床中闪锌矿的微量元素特征缺乏系统的研究。本文应用ICP-MS对天桥矿床中闪锌矿的微量元素进行测试分析,研究结果表明,该矿床中闪锌矿的微量元素具有富Ge、Ga贫Mn、In、Sn、Cd的特征,其微量元素富集规律明显与夕卡岩型、喷流沉积型及岩浆热液型铅锌矿床不同,而与典型MVT型矿床(如勐兴、牛角塘等矿床)非常类似,仅其中Cd含量较低(均值为1282×10-6),该特征与川滇黔地区MVT型铅锌矿床(会泽和杉树林)中闪锌矿微量元素组成一致。总体上,本矿床闪锌矿富集Ge和Ga等低温成矿元素,其In/Ga比值中等,Zn/Cd比值较高,暗示其形成于中温环境。综合前人研究成果及矿床产出地质特征,我们认为天桥铅锌矿床属于MVT型铅锌矿床。     

扬子板块北缘马元铅锌矿床闪锌矿LA-ICP-MS微量元素特征与指示意义

马元铅锌矿床是我国近年来在扬子板块北缘探获的大型铅锌矿床,对马元铅锌矿床闪锌矿微量元素进行了高精度的LA-ICP-MS测试研究,结果表明矿床闪锌矿微量元素含量具有低Fe、Mn,高分散元素Cd、Ge、Ga,低分散元素In的特征;闪锌矿Fe、Mn含量和Ga/Ge比值特征指示了矿床成矿流体温度不高,可能为与中低温盆地流体有关的铅锌矿床;闪锌矿中分散元素In、Ge特征能有效的区分铅锌矿床的成因类型:与岩浆或火山活动有关的铅锌矿床闪锌矿具有高In或低In,低Ge的特征,而与盆地卤水有关的中低温矿床中闪锌矿则普遍富Ge贫In。依据马元铅锌矿床微量元素特征,结合矿床地质与地球化学特征,认为马元铅锌矿应属于密西西比河谷型铅锌矿床(MVT铅锌矿床)。     

四川大梁子铅锌矿床分散元素镉、锗、镓的富集规律

分散元素在地壳中的含量很低,很难形成独立矿物和独立矿床,因此对矿床中伴生的分散元素的研究有重要的理论和现实意义。本文利用常规显微镜、电子探针和等离子质谱分析等手段,对大梁子铅锌矿床中的分散元素镉、锗、镓进行了研究。镉在闪锌矿中的含量随着闪锌矿颜色的变浅逐渐增加,镓则相反。分散元素镉、锗、镓的赋存状态为类质同象形式;矿床主要以富集镉为特征,其中镉主要富集于闪锌矿中,锗和镓主要富集于方铅矿中。     

铅锌矿伴生的稀散元素研究进展

稀散元素是高新技术领域不可替代的原材料,被发达国家和经济体列为关键性矿产资源之一.它们很少形成独立矿床,通常作为伴生组分赋存于金属硫化物矿床、铝土矿以及含煤地层之中.铅锌矿床或富锡铅锌矿床中的闪锌矿是稀散元素Ga、Ge、Cd和In的主要载体.这些元素主要以类质同象形式置换闪锌矿晶格中的Fe,且多数情况下,它们在闪锌矿颗粒中的分布极不均匀.已有研究表明,Ga、Ge和Cd在不同类型铅锌矿中的含量差异明显,在相同类型矿床中的含量也有明显差异,甚至在同一矿床的不同部位亦有差异.Cd、Ga、Ge倾向于富集在低温热液成因的铅锌矿床中,而In通常富集于岩浆热液型或VMS型富锡铅锌矿床中.为了深入理解稀散元素的富集成矿作用,以下科学问题亟待进一步关注:1)Ga、Ge、Cd的富集与铅锌矿类型之间的关系,包括在不同类型和相同类型铅锌矿床之间的差异富集;2)控制Ga、Ge、Cd、In在闪锌矿颗粒尺度及矿体尺度中富集和亏损的机制;3)Sn在In的迁移和富集沉淀过程中的作用;4)闪锌矿的"铟窗"效应是否具有普适性;5)Ga、Ge、Cd、In在不同地质热液体系中的迁移形式.     

四川会东大梁子铅锌矿床锗富集于方铅矿中的新证据

由于锗的离子半径与锌的离子半径相近,一般认为铅锌矿床中的锗主要与锌发生类质同像赋存于闪锌矿中,但也有证据表明,铅锌矿床中的锗也可富集于方铅矿中。对四川会东大梁子大型铅锌矿床进行了电子探针研究,锗特征X射线面扫描结果表明:该铅锌矿床原生矿石中方铅矿中的锗含量明显高于闪锌矿中的锗含量,且锗均匀分布在方铅矿中,没有出现明显高于本底的富集点,初步推测锗在方铅矿中以类质同像的形式存在。该结果为铅锌矿床锗富集于方铅矿中提供了新证据。     

青海虎头崖铅锌矿床闪锌矿化学成分特征研究

青海虎头崖铅锌矿床是祁漫塔格成矿带矽卡岩型多金属矿的典型代表之一,该矿区岩浆活动强烈,具有Fe、Cu、Mo、Pb、Zn等多金属成矿元素组合。本文通过电子探针对该矿床中闪锌矿化学成分标型特征进行了详细研究,探讨其中Fe、Cd等元素的分布状态和富集规律。研究表明,矿床中闪锌矿可分为3个世代,从早到晚闪锌矿颜色由黑色逐渐变为浅黄色,矿物组合由闪锌矿-(方铅矿-黄铜矿)-黄铁矿-磁黄铁矿→闪锌矿-方铅矿-黄铜矿-黄铁矿-(磁黄铁矿) →闪锌矿-方铅矿-方解石或石英。早阶段形成的闪锌矿以富Fe贫Zn和Cd为特征,而晚阶段形成的闪锌矿相对贫Fe,富Zn和Cd。通过闪锌矿中的FeS含量估算获得成矿温度范围为148～262℃。随着成矿阶段的演化,3个世代闪锌矿中FeS含量逐渐降低,表明对应成矿温度的不断降低,分别为262～258、260～200、248～148℃。结合Zn/Cd含量比值变化范围,认为虎头崖铅锌矿床应属于中温热液矿床。在空间分布上,沿着热液流动方向,闪锌矿中Zn含量逐渐增加,Fe含量逐渐减少,Zn/Cd变化范围增大,指示矿床中热液流动方向为由北西西到南东东,由深部到浅部,与矿体走向一致。通过与国内其他不同类型铅锌矿床的对比,发现虎头崖铅锌矿床闪锌矿中Zn、Fe、Mn、Cd等化学成分具有典型中温矽卡岩型矿床中闪锌矿化学成分的特征,明显不同于层控型矿床、喷流沉积型矿床等其他类型矿床闪锌矿。结合该矿床地质特征和成矿作用过程,我们认为虎头崖铅锌矿床为矽卡岩型矿床。     

新疆火烧云超大型铅锌矿床闪锌矿微量(稀散)元素组成特征与指示意义北大核心CSCD

位于青藏高原西北部的新疆和田火烧云超大型铅锌矿床是近年来我国乃至全球最重要的铅锌找矿发现之一。该矿床矿石矿物以铅锌碳酸盐为主(菱锌矿和白铅矿),同时还发育有少量的铅锌硫化物矿体,目前对于火烧云矿床的成因仍存在较大分歧。本文以矿床硫化物矿体中的闪锌矿为研究对象,通过LAICP-MS微量元素测试和Mapping分析,揭示闪锌矿中微量元素(稀散元素)的富集规律和赋存状态,为矿床成因的厘定提供依据。结果表明,火烧云铅锌矿床闪锌矿中微量元素分布不均一,含量变化较大,以富集Cd、Tl、Ge等稀散元素为特征;Cd、Tl、Ge、Mn、As、Hg等微量元素以类质同象的形式赋存在闪锌矿中,其中,Cu与Ge的含量呈现较好的线性关系,推测在闪锌矿结晶过程中存在3Zn^(2+)Ge^(4+)+2Cu^(+)的替代机制,而Cd进入闪锌矿的方式可能为Zn^(2+)Cd^(2+),且Cd的异常富集可能与闪锌矿中低Fe含量有关;闪锌矿中微量元素Ga、Ge、Fe、Mn、In的组成特征指示了硫化物矿体形成于低温环境(65~140℃),与MVT型矿床的成矿温度一致。总体上,该矿床中的闪锌矿以富集Cd、Tl、Ge,贫Fe、Mn、In为特征,这与典型的MVT型矿床基本一致,明显区别于SEDEX、VMS与矽卡岩型铅锌矿床。结合矿床地质特征,笔者认为火烧云铅锌矿床中硫化物矿体成因与金顶铅锌矿床类似,属于MVT型矿床。     

Cadmium in Zinc Deposits: Economic Geology of a Polluting Element

The chief host of cadmium in zinc deposits is sphalerite, the cadmium content of which depends on the type of deposit. Sphalerite from Mississippi Valley-type (MVT) deposits has high cadmium concentrations whereas sphalerite from exhalative deposits has low cadmium concentrations. The Cd content of sphalerite depends on the Cd/Zn ratio, ligand activities, and temperature of the ore-forming fluids. The combined effect of variation of temperature, pH, total activity of reduced sulfur, and activity of Cl- cannot by itself account for either Cd depletion (exhalative deposits) or Cd enrichment (MVT deposits). Variations in the Cd/Zn ratio of the fluid have a significant effect in determining that of sphalerite. Basinal brines, which can considered to be the recent equivalents of MVT fluids, have high Cd/Zn ratios, and active exhalative systems are characterized by low Cd/Zn ratios. Probably the differences in sphalerite composition between the different deposit types are less a function of temperature and ligand activities than Cd/Zn ratio of the ore-forming fluids. In the hydrothermal environment, the Cd/Zn ratio is generally not high enough to allow crystallization of cadmium sulfides (greenockite or hawleyite). The abundance of greenockite in the supergene alteration zone of hydrothermal zinc deposits can be explained on the basis of Zn scavenging by crystallizing smithsonite.     

云南都龙超大型锡锌多金属矿床中闪锌矿微量及稀土元素地球化学特征

云南马关都龙锡锌多金属矿床位于滇东南老君山锡锌钨多金属成矿区南部,是我国三大锡石硫化物矿床之一,目前对其矿床成因认识存在较大分歧。本文采用ICP-MS对都龙矿床中闪锌矿微量元素及稀土元素组成进行分析,以探讨该矿床成矿作用,为甄别已有成因观点提供证据。结果表明,矿床中闪锌矿以富集Fe、Mn、In、Co、Sn和贫Cd、Ga、Ge、Ni等元素为特征,成矿温度属于中—高温,其微量元素组成与白牛厂矿床(与燕山晚期花岗岩有关的矽卡岩型矿床)中的闪锌矿非常相似,和远源矽卡岩型铅锌矿床(核桃坪和芦子园)中闪锌矿存在一定差异,明显有别于喷流沉积型铅锌矿床(云南澜沧老厂和广东大宝山)中闪锌矿。此外,该矿床闪锌矿稀土配分模式多为轻稀土元素富集中等的向右倾斜曲线,以LREE/HREE值高、Eu负异常明显和Ce异常不明显为特征,与矿区燕山晚期隐伏花岗岩稀土元素特征基本一致,成矿物质来源以矿区燕山晚期隐伏花岗岩为主。结合近期矿山开采和地质勘探所揭露的矿化和矽卡岩蚀变的垂向分带等矿床地质特征,认为云南马关都龙锡锌多金属矿床属于与燕山晚期花岗岩有关的矽卡岩型多金属矿床,其中层状矽卡岩的形成应为成矿流体顺层交代的结果,矿化类型和围岩蚀变的分带与隐伏岩体的距离有关。     

A study on the distribution characteristics and existing states of cadmium in the Jinding Pb-Zn deposit,Yunnan Province,China

The distribution characteristics and existing state of cadmium in the Jinding Pb-Zn deposit were studied. It was discovered that Cd was mainly distributed in sphalerite as an isomorphic impurity. There was a good correla-tion between Cd and Zn in the primary ore. With the oxidation and resolution of pyrite, sphalerite, sulfide, and etc., many secondary minerals, such as colloform sphalerite and smithsonite, were formed. The distribution of Cd is not symmetrical, and enrichment and dilution were observed in partial area of the oxidation zone in the deposit. Cd, except in external pore space or cracks of secondary minerals as independent minerals, such as greenockite, was mainly distributed in sphalerite as an isomorphic impurity in the secondary sphalerate and smithsonite in the oxida-tion zone. The research showed that Cd showed a very strong active transfer ability in the oxidation process, not only indicating that supergene leaching might be the main reason for Cd enrichment in some Pb-Zn deposits, but also reflecting that Cd was easily mobilizeed and transferred to pollute ore areas in the oxidation process. Furthermore, Cd in oxidation ore was more easily mobilized and transferred to induce bad hazards for ore areas with the effect from AMD which was produced from oxidation of sulfides.     

闽中梅仙丁家山铅锌矿床硫化物微量元素地球化学特征及其成矿意义

梅仙丁家山铅锌矿床是闽中新元古代马面山群中多个大中型铅锌多金属矿床的典型代表.本文以丁家山铅锌矿床两类矿石(含磁黄铁矿矿石和含磁铁矿矿石)内的闪锌矿和黄铁矿为研究对象,通过电子探针及LA-ICP-MS微量元素分析技术,揭示二者的微量元素组成和赋存状态,探讨成矿温度及矿床成因方面的重要信息.分析结果显示:闪锌矿内Fe、Mn、Cd、Cu、In、Pb、Bi元素较为富集,两类矿石内的闪锌矿除Fe元素含量相差较大以外(平均值分别为9.3％和1.7％),其他元素含量并无明显差异;电子探针面扫描和LA-ICP-MS剥蚀图像显示元素Mn、Cd、In以类质同象形式存在,而Fe、Cu、Pb、Bi则有类质同象和显微包体2种存在形式.黄铁矿微量元素含量整体较低,元素Co、Ni、Pb、Bi相对富集,Ni、Mn主要以类质同象形式存在,Cu、Co有类质同象替换和显微包体2种形式,Pb、Bi主要以方铅矿包体形式存在.两类矿石中的闪锌矿Zn/Cd比值分别在120～150之间和93～210之间,均指示中温成矿条件.两类闪锌矿内Fe、Cd、Mn元素含量特征与典型矽卡岩型矿床内的闪锌矿相吻合;矿床内硫化物硫同位素组成揭示成矿物质来自于岩浆岩.上述证据共同支持梅仙丁家山铅锌矿矿床属矽卡岩型矿床.     

鄂西地区铅锌地球化学异常分布特征及找矿意义

地球化学元素的分布特征反映了元素矿化富集及空间变化的规律。通过对鄂西地区水系沉积物地球化学测量数据的统计分析,圈定了铅锌地球化学异常,并应用因子分析方法确定了主要成矿元素的共生组合及元素组合异常,为鄂西地区铅锌多金属矿勘查提供了有用的找矿信息。Pb、Zn两元素异常主要分布在青峰断裂带附近、神农架地区、黄陵背斜周缘、鹤峰地区和恩施地区南部。Pb、Zn、Cu、Mn四种元素关系密切,反映了该区矿化以铅锌多金属元素矿化富集为主的特征。青峰断裂带附近、神农架地区和恩施南部地区三个区域铅锌多金属元素异常强度大,可以作为鄂西地区铅锌多金属矿下一步找矿勘查重点区。     

云南富乐铅锌矿床黄铁矿微量(稀散)元素组成及成因信息:LA-ICPMS研究

川滇黔铅锌矿集区是华南大面积低温成矿域的重要组成部分,区内铅锌矿床是否属于MVT型矿床长期存在争议。该区铅锌矿床以富集Ge等稀散元素为特征,闪锌矿是其主要载体矿物,但稀散元素在黄铁矿中是否富集、赋存状态及微量元素组成特征等研究基本属于空白。本文通过LA-ICPMS研究富乐黄铁矿中微量元素(尤其是稀散元素)的富集特征,发现黄铁矿中也相对富集Ge。本研究样品选自富乐矿床的富乐和富盛两个矿段,包括1350、1410和1536三个中段(由深到浅),LAICPMS分析结果表明,该矿床黄铁矿以富集Cu、As、Co、Ni为特征,局部富集Pb(Sb)和Zn(以方铅矿和闪锌矿显微包裹体形式赋存于黄铁矿中),该类黄铁矿富集的稀散元素主要为Se、Ge及少量Tl、Te,而Cd和In以类质同象形式赋存于含Zn的显微包裹体(闪锌矿)中,类质同象是其余稀散元素主要赋存形式,且黄铁矿中Ge与Cu存在较好相关关系,可能存在Cu~(2+)+Ge~(2+)?2Fe~(2+)耦合置换方式。此外,黄铁矿中稀散元素的富集与成矿元素(特别是Cu)的富集密切相关,随着成矿作用的进行,从矿体深部到浅部,成矿温度逐渐降低,Se/Te比值逐渐升高,且稀散元素与成矿元素呈逐渐增加趋势。研究表明,该矿床黄铁矿的Co/Ni比值基本都小于1. 00,暗示其属于沉积改造型黄铁矿,在Co-Ni和稀散元素Se-Tl含量投影图上,富乐矿床黄铁矿的投影点与MVT型矿床投影区基本一致,而明显有别于SEDEX、VMS和矽卡岩型矿床中黄铁矿的投影区,结合富乐矿床类似于MVT型的地质特征,我们认为富乐矿床属于MVT型铅锌矿床。     

Distribution and existing forms of trace elements from Maliping Pb-Zn deposit in northeastern Yunnan,China : A LA-ICPMS studyEI北大核心CSCD

The Sichuan-Yunnan-Guizhou (SYG) Pb-Zn metallogenic province, located in southwestern margin of the Yangtze Block, is an important part of the large-scale low-temperature metallogenic domain in southwestern China. The Maliping Pb-Zn deposit, situated in the central part of Zhaotong-Qujing metallogenic belt, was found in northeastern Yunnan Province recently. The orebody is hosted in Late Cambrian Yuhucun Formation, occurring as stratabound, tense and venis. The mineral assemblage of the Maliping deposit is relatively simple. The main sulfide minerals are sphalerite and galena with minor pyrite. Gangue minerals include mainly dolomite, calcite, quartz and barite. LA-ICPMS spots and mapping analysis for the different sulfides from Maliping Pb-Zn deposit, and the distribution and existing forms of germanium, cadmium, indium and other trace elements were investigated. The results show that different sulfides are characterized by different contents of trace elements. Mn, Cu, Sn, Cd, In and Ge are mainly enriched in sphalerite, while galena from this deposit is enrichment of Ag, Sb and Se, and pyrite is characterized by enrichment of As, Co and Ni. Comparing with the content of dispersed elements in different sulfides, the results indicate that sphalerite is the primary carrier mineral of Ge, In and Cd. Cd, Ge, In, Mn, As, Sb and Ag occur as isomorphous substitution in the sphalerite, and Cu mostly exists in sphalerite as isomorphism but part of Cu occurs as micro-inclusions (chalcopyrite) in sphalerite. Considered the distinct positive relationship between Cu and Ge, the results imply that the substitution mechanism of Ge and Cu is possibly 3Zn(2+) <-> Ge4+ + 2Cu(+). Additionally, sphalerite from Maliping Pb-Zn deposit is characterized by enrichment of Cd, Ge and depleted in Mn, Fe, Co and Sn which coincides with the feature of MVT Pb-Zn deposit and differs from the sedimentary-exhalative deposit and magmatic-hydrothermal deposit. On account of the geological features, other geochemical researches and its ore-forming temperature belonging to low temperature, it is suggested that the Maliping deposit belongs to an MVT Pb-Zn deposit. Notably, we imply that ore-forming fluid extracted indium of magmatic and volcaniclastic rocks from the metamorphic basement, resulting in the enrichment of indium in sphalerite from the deposit.     

贵州晴隆丁头山铅锌矿床硒超常富集新发现及其地质意义

位于扬子板块西南缘的川滇黔接壤区,处于全球特提斯成矿域和环太平洋成矿域交汇部位、峨眉山大火成岩省内,成矿背景极其特殊,形成了独具特色的优势紧缺矿产(铅锌)、战略性关键矿产(稀散元素)为代表的大型-超大型矿床及相关的成矿系统。黔西北地区是川滇黔富稀散元素铅锌特色成矿系统的重要组成部分之一,近年来找矿不断取得重要突破。位于黔西北成矿区南部的丁头山铅锌矿床,是近期找矿突破的一个代表。通过对丁头山矿床闪锌矿LA-ICPMS原位微量元素分析,发现了该矿床Se显著超常富集现象,所测试的90个测点中w(Se)介于19.7×10-6～172×10-6,平均含量81.0×10-6,显著高于Se的地壳丰度(0.05×10-6)和整个扬子板块周缘同类型矿床硫化物的w(Se)(通常50×10-6),暗示其成矿环境极为特殊,很可能与研究区成矿背景有关。通过相关分析,发现丁头山矿床闪锌矿中Se并非直接替代Zn,而是很可能与Cd、In和Fe一起联合置换Zn,即Fe+Cd+Se+In?4Zn,是一种新的替代方式。丁头山矿床Se超常富集新发现,对理解稀散元素共生分异与超常富集成矿作用具有重要意义,同时表明丁头山矿区及外围具有良好的Se资源潜力,应加强系统勘查和深入研究工作。     

Discrimination of Pb-Zn deposit types using sphalerite geochemistry: New insights from machine learning algorithm

Due to the combined influences such as ore-forming temperature, fluid and metal sources, sphalerite tends to incorporate diverse contents of trace elements during the formation of different types of Lead-zinc (Pb-Zn) deposits. Therefore, trace elements in sphalerite have long been utilized to distinguish Pb-Zn deposit types. However, previous discriminant diagrams usually contain two or three dimensions, which are limited to revealing the complicated interrelations between trace elements of sphalerite and the types of Pb-Zn deposits. In this study, we aim to prove that the sphalerite trace elements can be used to classify the Pb-Zn deposit types and extract key factors from sphalerite trace elements that can discriminate Pb-Zn deposit types using machine learning algorithms. A dataset of nearly 3600 sphalerite spot analyses from 95 Pb-Zn deposits worldwide determined by LA-ICP-MS was compiled from peer-reviewed publications, containing 12 elements (Mn, Fe, Co, Cu, Ga, Ge, Ag, Cd, In, Sn, Sb, and Pb) from 5 types, including Sedimentary Exhalative (SEDEX), Mississippi Valley Type (MVT), Volcanic Massive Sulfide (VMS), skarn, and epithermal deposits. Random Forests (RF) is applied to the data processing and the results show that trace elements of sphalerite can successfully discriminate different types of Pb-Zn deposits except for VMS deposits, most of which are falsely distinguished as skarn and epithermal types. To further discriminate VMS deposits, future studies could focus on enlarging the capacity of VMS deposits in datasets and applying other geological factors along with sphalerite trace elements when constructing the classification model. RF’s feature importance and permutation feature importance were adopted to evaluate the element significance for classification. Besides, a visualized tool, t-distributed stochastic neighbor embedding (t-SNE), was used to verify the results of both classification and evaluation. The results presented here show that Mn, Co, and Ge display significant impacts on classification of Pb-Zn deposits and In, Ga, Sn, Cd, and Fe also have relatively important effects compared to the rest elements, confirming that Pb-Zn deposits discrimination is mainly controlled by multi-elements in sphalerite. Our study hence shows that machine learning algorithm can provide new insights into conventional geochemical analyses, inspiring future research on constructing classification models of mineral deposits using mineral geochemistry data.